Transparente Spinell-Keramik

Transparente Komponenten mit nahezu dickenunabhängig hoher Lichttransmission für ultraviolette, sichtbare und infrarote Wellenlängen auf Basis kommerzieller Rohstoffe und neuer Synthesen  Die Transmission nicht-kubischer Keramiken wie Korund (α-Al₂ O₃ ) übersteigt infolge Doppelbrechung selbst für dünne Komponenten um 1 mm kaum 80 % des theoretischen Maximums, was die Transparenz stark dickenabhängig macht. Mg-Al-Spinell ist kubisch, so dass klare Durchsichtigkeit im cm-Bereich realisierbar wird, wenn letzte Hundertstel von Restporosität vermieden werden. Traditionell erfolgt dies durch Sintern bei hohen Temperaturen > 1700 °C, was zu sehr groben Gefügen verminderter Belastbarkeit führt. Die neuen feinkristallinen Spinell-Keramiken des IKTS (Abb. 1) vermeiden diesen Nachteil.

Vorteile

• Wahre In-Line-Transmission (RIT) > 80 % (= 0.95 des theoretischen Maximum) gemessen für 5 mm Dicke bei λ = 640 nm und 0.57° Apertur; geringe Abhängigkeit der Transmission von der Dicke (Abb. 2)
• Hohe Transmission über weiten Wellenlängenbereich von UV bis IR (Abb. 3)
• Hohe Härte (HV10 = 1450-1500) durch kleine Gefügekorngröße bis < 1 µm (Abb. 1). Konsequenz: z.B. hohe ballistische Schutzwirkung ähnlich Sub-µm- Al₂O₃ (> Saphir !)

Leistungsangebot

• Pulvertechnische Entwicklung hochtransparenter Spinell-Keramiken hoher Härte aus kommerziellen Spinell-Rohstoffen
• Alternative Verfahren: reaktives Sintern, besondere chemische Synthese von Spinell
• Untersuchungen zu speziellen Produktentwicklung und technologisches Upscaling
• Charakterisierung einsatzspezifischer Werkstoffeigenschaften